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Titel:

Numerische Untersuchungen zur Optimierung des Nebenstromkanalsystems von Turbofantriebwerken in Unterflügelanordnung

Autor(en): C. Clemen, P. Albrecht
Zusammenfassung: Zur Reduzierung der C02 Emissionen von Flugzeugtriebwerken werden die Nebenstromverhältnisse von modernen Turbofanantrieben immer weiter erhöht, um den Vortriebswirkungsgrad zu verbessern und damit den Verbrauch zu senken. Diese Maßnahme führt zu einem erhöhten Massenstrom im Nebenstromkanal und damit zu einem deutlich vergrößerten Beitrag der Druckverluste innerhalb des Nebenstromkanalsystems zu den Gesamtverlusten. Zusätzlich zu dem vergrößerten Außendurchmesser des Triebwerkes, werden die Kerntriebwerksdurchmesser immer kleiner, was einen Ansatz für eine grundsätzliche Optimierung der Architektur des gesamten Antriebssystems hinsichtlich Strukturkonzept und Aufhängung, Anordnung von Subsystemen sowie Integration mit Gondel und Schubumkehrer mit signifikanten Auswirkungen auf die Gestaltung des Nebenstromkanals liefert. Um dieser Zielsetzung Rechnung zu tragen, wurden innerhalb des - vom Land Brandenburg geförderten - Forschungsprojektes OPAL unter der Leitung von Rolls-Royce Deutschland Methoden entwickelt, um ein neuartiges Nebenstromkanalsystem mit seinen Komponenten zu entwerfen und unter Berücksichtigung struktureller, aerodynamischer und akustischer Anforderungen zu optimieren. Das aktuelle Paper beschreibt konkret die folgenden Aspekte: Optimierung der Nebenstromkanalform für ein Triebwerk mit hohem Nebenstromverhältnis unter Berücksichtigungen der Anforderungen durch die am Kerntriebwerk angeordneten Subsysteme mit dem Ziel einen möglichst geringen Druckverlust zu erreichen. Optimierung der Verkleidungen der Triebwerksaufhängung und der Versorgungsleitungen zur Minimierung des Druckverlustes und der Interaktion mit dem Fan. Entwurf und Optimierung eines strukturellen Fannachleitradkonzeptes in Bezug auf seine Profilierung, dreidimensionale Formgebung und seine Interaktion mit den Verkleidungen zur Erreichung eines minimalen Druckverlustes und einer minimalen Wechselwirkung mit dem Fan und den stromab gelegenen Komponenten. Das Paper präsentiert neben den einzelnen Auslegungsschritten und den Optimierungsmethoden, Ergebnisse der Anwendung an einem generischen Triebwerksmodell und die Verbesserungen gegenüber herkömmlichen Auslegungsmethoden bzw. dem Stand der Technik.
Veranstaltung: Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2012, Berlin
Verlag, Ort: Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2012
Medientyp: Conference Paper
Sprache: deutsch
Format: 21,0 x 29,7 cm, 12 Seiten
URN: urn:nbn:de:101:1-201210104729
Stichworte zum Inhalt: CO2 Reduktion, Nebenstromkanal
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Veröffentlicht am: 10.10.2012